Java I/O全文摘要(三)基本I/O，输入流

1. 输入流

java.io.InputStream是一个抽象类，它是所有输入流的超级类。

它声明了从流中读取数据的三个基本方法；

它也声明了关闭流，检查可用字节数，跳过一定字节数，设定用于回退的标记位置，以及决定是否支持回退和标记。

2 read()方法

read方法是InputStream最基本的方法，得到一个0~255的无符号数.

方法签名为：

public abstract int read( ) throws IOException

虽然读取得到的是byte，但是返回的确是int。

这是由于只使用byte时，只能表示-128~127.

方法可能会抛出异常，所以你需要捕获其可能抛出的IOException。

但是，当读取到达末尾时，它不会抛出异常，而是返回-1。

此外，大多数读取是没有超时限制的（网络流除外），所以如果你在干别的重要的事情，最好把I/O 放在单独的线程里。

3 从流中读取大块数据

输入和输出通常是程序性能的瓶颈，

从磁盘中读取数据通常比从内存中读取慢几百倍，因此减少读取次数能够有效提升性能。

所有覆盖了read的方法都是通过读取一大块连续数据到一个数组里。

public int read(byte[] data) throws IOException
public int read(byte[] data, int offset, int length) throws IOException

默认的实现只是调足够多次read来填充数组.

而子类提供了更高效的实现，有些是native层面的。

4 计算可用字节数

有时，你需要在实际读到不可读byte前，知道还有多少字节可读。

方法签名为：

public int available() throws IOException

例如按如下方式使用：

try {
  byte[] b = new byte[100];
  int offset = 0;
  while (offset < b.length) {
    int a = System.in.available( );
    int bytesRead = System.in.read(b, offset, a);
    if (bytesRead == -1) break; // end of stream
    offset += bytesRead;
}
catch (IOException ex) {
  System.err.println("Couldn't read from System.in!");
}

但是这段代码中有一个潜在的问题。如果有超过数组边界的可读数据呢？

为了解决这个问题，可能有哪个傻子创建了等同于可读数据长度的数组:

try {
  byte[] b = new byte[System.in.available( )];
  System.in.read(b);
}
catch (IOException ex) {
  System.err.println("Couldn't read from System.in!");
}

这在一个read时当然没问题，但是多个read就有问题了:将会导致创建过量的数组。

默认的java.io.InputStream的available( )方法总是返回0。

你无法确保子类覆盖了它，也有可能子类对它的实现是阻塞的，不论怎么说，你应该在单独的线程中来使用它。

5 跳过字节 Skipping Bytes

方法如下：

public long skip(long bytesToSkip) throws IOException

返回值是实际跳过值，它可能小于bytesToSkip。

Skipping通常快于读取并丢弃他们。

6 关闭输入流

通过关闭，输入流像输出流一样释放掉native资源。

public void close( ) throws IOException

一但你关闭了一个流，你就不应该再读取它。否则大部分情况下会抛出一个IOException。

也不是所有的流都需要关闭，例如System.in通常无须关闭。

然而，与网络或者文件的流通常都需要关闭。

为了确保关闭，你应该在finally中执行close操作。

7 标记和重置

并非所有的InputStream都支持标记和重置

public void    mark(int readLimit)
public void    reset( ) throws IOException
public boolean markSupported( )

如果markSupported为true则支持；如果为false则不支持，那么调用reset()将导致抛出IOException，而mark什么也不做。

已知的支持类有:BufferedInputStream和ByteArrayInputStream

注意：这里的设计确实不是很好，因为不是所有子类都支持的方法不应该放在超类中，然后通过这种方式去实现。但是在Java1.0时代，面向对象的设计理念还没有被普遍接受，所以这样的设计就出来了。

8 有效率的流拷贝

使用1K左右的buffer

public static void copy(InputStream in, OutputStream out)
   throws IOException {
    byte[] buffer = new byte[1024];
    while (true) {
      int bytesRead = in.read(buffer);
      if (bytesRead == -1) break;
      out.write(buffer, 0, bytesRead);
    }
  }